Giáo án và PPT Tin học 10 kết nối Bài 4: Hệ nhị phân và dữ liệu số nguyên

HỆ NHỊ PHÂN VÀ DỮ LIỆU SỐ NGUYÊN (2 TIẾT)

HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

GV yêu cầu HS thảo luận và trả lời:

Trong hệ thập phân, mỗi số có thể được phân tích thành tổng các luỹ thừa của 10 với hệ số của mỗi số hạng chính là các chữ số tương ứng của số đó. Ví dụ: số 513 có thể viết thành: 5 × 10² + 1 × 10¹ + 3 × 10⁰.

Ta cũng có thể phân tích mỗi số thành tổng của các luỹ thừa của 2, chẳng hạn 13 có thể viết thành: 1 × 2³ + 1 × 2² + 0 × 2¹ + 1 × 2⁰ với các hệ số chỉ là 0 hay 1.

Khi đó, có thể thể hiện 13 bởi dãy 1101 được không? Em hãy cho biết việc thể hiện giá trị của một số bằng dãy bit có lợi gì?

HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

I. HỆ NHỊ PHÂN VÀ BIỂU DIỄN SỐ NGUYÊN

Hoạt động 1. Hệ nhị phân

HS thảo luận trả lời câu hỏi: Biểu diễn một số dưới dạng tổng luỹ thừa của 2

Em hãy viết số 19 thành một tổng các luỹ thừa của 2?

Sản phẩm dự kiến:

- Kết quả phân tích số 19 sẽ là 2⁴ + 2¹ + 2⁰ hoặc viết dưới dạng đầy đủ của các lũy thừa:

19 = 1 × 2⁴ + 0 × 2³ + 0 × 2² + 1

 Trong hệ nhị phân số 19 có thể biểu diễn bởi 10011.

- Lợi ích của việc biểu diễn các số chỉ bằng chữ số 0 và 1 là có thể biểu diễn được số trong máy tính điện tử.

Hoạt động 2. Đổi biểu diễn số nguyên dương từ hệ thập phân sang hệ nhị phân

HS thảo luận trả lời câu hỏi: Em hãy trình bày công thức đổi các số sau từ hệ thập phân sang hệ nhị phân?

Sản phẩm dự kiến:

N = d_k 2^k  + d_k-1 2^{k - 1} + d_k-2 2^{k - 2} + ... + d₁. 2 + d₀

Hoạt động 3. Biểu diễn số nguyên trong máy tính

HS thảo luận trả lời câu hỏi: Em hãy nêu các cách tách bit và biểu diễn số nguyên trong máy tính?

Sản phẩm dự kiến:

- Đối với số nguyên có dấu, có một số cách mã hóa như mã thuận (còn gọi là mã dấu - lượng), mã bù 1 (còn gọi là mã đảo) và mã bù 2.

- Cả ba cách trên đều tách ra một bit trái nhất để biểu diễn dấu, dấu dương thể hiện bởi bit 0, dấu âm thể hiện bởi bit 1.

II. CÁC PHÉP TÍNH SỐ HỌC TRONG HỆ NHỊ PHÂN

- Kết quả của hai phép tính:

a) 11011 + 11010 = 110101

b) 1101 × 101 = 1000001

Hoạt động 1. Bảng cộng và nhân trong hệ nhị phân

HS thảo luận trả lời câu hỏi: Em hãy trình bày bảng cộng và nhân trong hệ nhị phân?

Sản phẩm dự kiến:

Hoạt động 2. Cộng hai số nhị phân

HS thảo luận trả lời câu hỏi: Tìm hiểu về phép cộng hai số nhị phân. Cho ví dụ minh họa

Sản phẩm dự kiến:

- Thực hiện từ trái sang phải.

- Khi cộng hai bit có kết quả là 10 thì ghi 0 ở hàng tương ứng dưới tổng và nhớ 1 sang hàng bên trái.

- Khi cộng hai bit 1 mà phải nhớ 1 từ hàng trước chuyển sang thì kết quả sẽ là 11.

- Ví dụ: 

Hoạt động 3. Nhân hai số nhị phân

HS thảo luận trả lời câu hỏi: Tìm hiểu về phép nhân hai số nhị phân. Cho ví dụ minh họa

Sản phẩm dự kiến:

- Thực hiện tương tự như trong hệ thập phân: Nhân thừa số thứ nhất lần lượt với từng chữ số của thừa số thứ hai, theo thứ tự từ trái sang phải và đặt kết quả cần phải theo đúng vị trí chữ số của thừa số thứ hai, rồi cộng tất cả lại.

- Ví dụ:

HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

Câu 1: Phép cộng trong hệ nhị phân được thực hiện như thế nào? 

A. Tương tự như hệ thập phân.

B. Khác với hệ thập phân.

C. Ngược với hệ thập phân.

D. Từ trái sang phải.

Câu 2: Như em đã biết một bít nhận một trong hai giá trị tương ứng với hai kí hiệu 0 và 1. Như vậy, dùng một bít ta có thể biểu diễn trạng thái của một bóng đèn: đèn tắt là 0, đèn sáng là 1. Nếu có 4 bóng đèn để cạnh nhau hai bóng đèn đầu sáng, hai bóng đèn sau tắt thì dãy nhị phân được biểu diễn trong máy tính là

A. 0011.

B. 1100.

C. 0101.

D. 1010.

Câu 3: Dãy bit nào dưới đây là biểu diễn nhị phân của số “3” trong hệ thập phân?

A. 11.

B. 101.

C. 001.

D. 01.

Sản phẩm dự kiến:

Câu 1: A

Câu 2: B

Câu 3: A

HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

Vận dụng kiến thức, GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi:

Câu 1: Em hãy tìm hiểu trên Internet hoặc các tài liệu khác cách đổi phần thập phân của một số trong hệ thập phân sang hệ đếm nhị phân.

Câu 2: Em hãy tìm hiểu mã bù 2 với hai nội dung:

a) Mã bù 2 được lập như thế nào?

b) Mã bù 2 được dùng để làm gì?